2015届高考化学（一轮复习）教案：3.2《钠的其他常见化合物、碱金属元素》.doc

专题3.2 钠的其他常见化合物 碱金属元素讲案（含解析）复习目标：1、 掌握碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠的性质及检验2、 掌握侯氏制碱法的基本原理及应用3、 掌握碱金属元素性质的相似性和递变性基础知识回顾：一、碳酸钠和碳酸氢钠1、碳酸钠和碳酸氢钠的比较名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打水溶液酸碱性碱性（pH=10~12）碱性（pH=8~9）类别正盐酸式盐颜色、状态白色粉末白色晶体水溶性易溶（较碳酸氢钠大）可溶与盐酸反应及速率碳酸钠小于碳酸氢钠热稳定性稳定易分解用途相互转化Na2CO3 NaHCO32、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别（1）热稳定性不同分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO32）和酸反应速率不同分别取一定质量的固体，加入等浓度、等体积的盐酸，反应快、产生气体多的为NaHCO3，另一个为Na2CO33）阴离子不同分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为Na2CO3，另一个为NaHCO34）溶液的酸碱性测其稀溶液(0.1 mol·L-1)的pH，Na2CO3溶液的pH在12左右，而NaHCO3溶液的pH在8左右。

3、 碳酸氢钠和碳酸钠的制法（1）制取NaHCO 3的方法①减压低温蒸干NaHCO3溶液NaHCO3遇热易分解，其水溶液加热更易分解，所以不可能采用常压下蒸发溶剂的方法制得NaHCO3晶体②往饱和Na2CO3 溶液中通入CO2，过滤得到晶体Na2CO 3+CO 2+H2O=2NaHCO 3 （2）联碱法制纯碱原理①在饱和食盐水中通NH3饱和后，再通CO2 ：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 ②生成NH4HCO3的溶解度大，而c(Na+)也大，而NaHCO3溶解度小，故产生沉淀：NaCl+ NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl，总方程式：NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl ③将析出沉淀加热，制得Na2CO3（纯碱）注意：不能先通入CO2达饱和后再通入NH3，因为CO2在水中的溶解度很小(1∶1)，即使通入过量的NH3，所生成的NaHCO3、NH4Cl也很少，这样就无法制取NaHCO3典型例题1】(2009·惠州调研)有两个分别装有Na2CO3和NaHCO3固体的试剂瓶，因标签失落而无法区分有4位同学为鉴别它们，分别设计了下列四种不同的方法，其中可行的是 (　　)A．分别取样配成溶液，再加入澄清石灰水，观察是否有沉淀生成B．分别取样后，加入相同浓度和相同体积的稀盐酸，观察反应的快慢C．分别取样加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生D．分别取样配成溶液，在火焰上灼烧，观察火焰的颜色【迁移训练1】有A、B两个完全相同的装置，某学生分别在它们的侧管中装入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3，A、B中分别有10 mL相同浓度的盐酸，将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中，下列叙述正确的是(　　)A．A装置的气球膨胀速率大B．若最终两气球体积相同，则盐酸的浓度一定大于或等于2 mol/LC．若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度一定小于或等于1 mol/LD．最终两试管中Na＋、Cl－的物质的量一定相同二、氢氧化钠1、NaOH为强碱，具有碱的通性。

2、CO2与NaOH溶液反应的计算①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②CO2+ Na2CO3+ H2O =2NaHCO3③CO2+NaOH=NaHCO3（①②之和）反应情况生成物<1:2NaOH过量，只发生①Na2CO3、过量NaOH=1:2恰好按①反应Na2CO31:2< < 1①、均有Na2CO3、NaHCO3=1:1恰好按③反应NaHCO3>1:1按③反应，CO2有剩余NaHCO3【典型例题2】在1.00L 1mol/L氢氧化钠溶液中通入16.8L标准状况下的CO2气体，所得的溶液中含有的溶质是（ ）A．Na2CO3 B．NaHCO3 C．Na2CO3和NaHCO3 D．NaOH、Na2CO3和NaHCO3【迁移训练2】往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100 mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是( )A．甲＜乙＜丙＜丁 B．丁＜甲＜乙＝丙C．甲＝丁＜乙＝丙 D．丁＜甲＜乙＜丙三、碱金属元素1、原子结构（1）相似性：最外层均为1个电子，易失去一个电子（2）递变性：核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大，失电子能力依次增强，活泼程度增强2、元素性质（1）相似性：均为活泼金属元素，最高正价均为+1价（2）递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强3、单质性质（1）相似性：均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点（2）递变性：还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低（原因，可与卤素对比），硬度趋向减小4、化合物性质（1）相似性：氢氧化物均为强碱（2）递变性：氢氧化物的碱性依次增强5、碱金属的性质规律与特例（1）通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。

2）碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O3）碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比Na小4）碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢（LiOH溶解度小）5）碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中6）碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶7）一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小8）试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但IA金属Na、K等除外9）一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但对IA非常活泼的金属Na、K等除外如：2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO410）Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在三、焰色反应许多金属或他们的化合物在燃烧时火焰呈现出特殊的颜色，这在化学上叫焰色反应这是一种物理变化，是某种元素的性质钠是黄色 ，钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）用品：铂丝（或铁、铬、镍、钨等）、酒精灯（或煤气灯）、试剂步骤：①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液（沾取固体）放在火焰上灼烧，观察火焰颜色，观察钾火焰颜色要透过蓝色的钴玻璃去观察。

③盐酸洗铂丝④铂丝在火焰上灼烧至原火焰色（如不能灼烧至原火焰色，则需再酸洗，再灼烧）⑤再蘸取（沾取）另外化学药品进行实验 【典型例题3】【浙江省杭州二中2013年度高三上学期第二次月考试卷】2003年诺贝尔化学奖授予了美国科学家Peter Agre和Roderick Mackinnon以表彰他们在“水通道”和“离子通道”的研究成就Mackinnon教授的研究内容主要是Na+、K+体积很接近，但在生物体内呈现的差别却高达1万倍，他革命性的让科学家观测Na+、K+在进入离子通道前、通道中以及穿过通道后的状态，可为病人在“离子通道”中寻找具体的病因，并研制相应药物下列关于钠、钾的说法正确的是A．单质钠的密度比钾的密度小 B．Na+和K+常用作氧化剂C．钠和钾都是短周期元素 D．钠和钾的合金[ω(K)=50%~80%]在室温下呈液态【迁移训练3】下述对焰色反应实验操作注意事项的说明，正确的是 (　　)①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替A．仅有③不正确 B．仅有④不正确 C．仅有⑤不正确 D．全对【答案】D【解析】焰色反应是通过观察火焰颜色来检验离子存在的实验，实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色，否则将无法观察到被检验离子的真实焰色反应情况．观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃，目的是为了滤去钠的黄光。

考点详析：考点一：碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应及图像1、盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出②反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO＋H＋===HCO，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O2、Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中①现象：有无色气体放出②反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O3、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结①向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；②向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；③向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示 (设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；④向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)典型例题4】【2010·上海，11】将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。

下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(　　)【答案】C【迁移训练4】【湖南常德2014上期末】加热21.2g KOH和KHCO3的混合物使其充分反应后冷却，称得固体质量减少1.8g，则下列说法中正确的是（n表示物质的量）A．n(KOH) = 0.1mol B．n(KOH) ＜ n（KHCO3)C．n(KHCO3) = 0.2mol D．n(KOH) ＞ n（KHCO3)考点二：碳酸钠的制取及性质探究1、侯氏制碱法（1）氨碱法(索尔维制碱法)向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后在加压下通入CO2(由CaCO3煅烧而得)，因NaHCO3溶解度较小，故有下列反应发生：NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3NaCl＋NH4HCO3＝NaHCO3↓＋NH4Cl将析出的NaHCO3晶体煅烧，即得Na2CO3：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循环使用：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O此法优点：原料经济，能连续生产，CO2和NH3能回收使用．缺点：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%，约有30%的NaCl留在母液中。

2）联合制碱法(侯氏制碱法)根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比N。